Chemia Liceum Gimnazjum Testy Matura

Powrót

(R) Równanie kinetyczne, rząd reakcji

Równanie kinetyczne – zależność szybkości reakcji od stężenia substratów
(Uwaga: stężenie zamiast c można zapisać [ ])

Dla reakcji z jednym substratem
aAB → A + B                    v = k· [AB]a   lub v = k· caAB
Dla reakcji z dwoma substratami
aA + bB → C                       v=k·[A]a·[B]b   lub v = k·caA·cbB

a, b to współczynniki określające rzędowość reakcji. Mogą one odpowiadać współczynnikom w równaniu reakcji (ale nie zawsze), wyznaczane są doświadczalnie.

Tak wyrażona szybkość reakcji jest tzw. średnią szybkością reakcji.

k−stała szybkości reakcji - niezależna od stężeń substratów, zależna od temperatury, taka sama dla tej samej reakcji, różna dla różnych reakcji

Przykładowe równania kinetyczne
2NO + O2 → 2NO2                 v = k·[NO]2·[O2]
2NO + 2H2 → N2 + 2H2O        v = k·[NO]2·[H2] (potęgi nie muszą być równe współczynnikom reakcji)


Rząd reakcji - suma współczynników potęgowych w równaniu kinetycznym.

A + B → AB      v=k·[A]x·[B]y        
   x - rząd reakcji ze względu na substrat A,  y - rząd reakcji ze względu na substrat B, 
całkowity rząd reakcji: x+y

Przyklady
2NO + 2H2 → N2 + 2H2O        v = k·[NO]2·[H2]    
rząd reakcji ze względu na NO: 2,  rząd reakcji ze względu na H2: 1
całkowity rząd reakcji: 3
3H2 + N2 = 2NH3                    v = k·[H2]3·[N2]       całkowity rząd reakcji: 4


Zależności szybkości reakcji od stężeń i rzędów reakcji

szybkość reakcji 0 rzędu szybkość reakcji wykres szybkość reakcji 2-rzędowej
Rząd reakcji: 0
Równanie kinetyczne: v=k·[A]0
Szybkość reakcji jest stała, niezależna od stężenia.
Rząd reakcji: 1
Równanie kinetyczne: v=k·[A]
Szybkość reakcji jest wprost proporcjonalna do stężenia A.
Rząd reakcji: 2
Równanie kinetyczne: v=k·[A]2 
Szybkość reakcji zmienia się wykładniczo do stężenia A.

Równanie kinetyczne w praktyce

Przykładowe równanie S  → P + R     możliwe równanie kinetyczne: v = 0,2/s * [S]

Szybkość reakcji wykres 

W punkcie A: stężenie początkowe substancji S wynosi 1mol/dm3.
W punkcie B: po 1 sek. reakcji
substancji S ubywa 0,2*1mol = 0,2 mola, zostaje 1 mol-0,2 mola = 0,8 mola
W punkcie C: po 2 sek. reakcji
substancji S ubywa 0,2*0,8 mola = 0,16 mola, zostaje 0,8-0,16=0,64 mola
W punkcie D: po 3 sek. reakcji
substancji S ubywa 0,2*0,64 mola = 0,128 mola, zostaje 0,64-0,128=0,512 mola
 


Szybkość reakcji przebiegającej w kilku etapach

Jeśli reakcja przebiega w kilku etapach to o szybkości reakcji decyduje etap najwolniejszy

Przykład;

Reakcja CO + NO2 → CO2 + NO przebiega w 2 etapach
I etap - wolny (czas przebiegu 1s):         2NO2 → NO3 + NO  
II etap - szybki (czas przebiegu 10−8s);   CO + NO3 → NO2 + CO2
Całkowity czas przebiegu reakcji to ok. 1s.


Zmiana szybkości reakcji chemicznych po zmianie stężenia reagentów

Jak zmieni się szybkość reakcji
2SO2 + O2  → 2SO3       v = k*[SO2]2*[O2]
jeśli objętość substratów zmniejszy się o połowę?

Dla ułatwienia zapisów oznaczmy [SO2]=x, [O2]=y
Jeśli objętość zmniejszy się 2 razy, to stężenie zwiększy się 2 razy i będzie wynosić
[SO2]=2x, [O2]=2y
v1 = k*(2x)2*(2y) = k*4x2*2y
v1/v =  k*4x2*2y/ k*x2*y= 8

Szybkość reakcji zwiększy się 8 razy


Przekaż darowiznę
Załóż konto | Zaloguj się

Copyright 2011-2019Chem24.pl Ta strona internetowa wykorzystuje pliki cookies. Możesz określić metody zapisywania oraz dostępu do cookies w swojej przeglądarce internetowej lub w konfiguracji usługi.